sys/i386/i386/p4tcc.c

   1 /*      $OpenBSD: p4tcc.c,v 1.1 2003/12/20 18:23:18 tedu Exp $ */
   2 /*
   3  * Copyright (c) 2003 Ted Unangst
   4  * Copyright (c) 2004 Maxim Sobolev <sobomax@FreeBSD.org>
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  17  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  18  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  19  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  20  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  21  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  22  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  23  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  24  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  */
  28 /*
  29  * Restrict power consumption by using thermal control circuit.
  30  * This operates independently of speedstep.
  31  * Found on Pentium 4 and later models (feature TM).
  32  *
  33  * References:
  34  * Intel Developer's manual v.3 #245472-012
  35  *
  36  * On some models, the cpu can hang if it's running at a slow speed.
  37  * Workarounds included below.
  38  *
  39  * $FreeBSD: /repoman/r/ncvs/src/sys/i386/i386/p4tcc.c,v 1.3.2.1 2004/03/03 15:24:15 sobomax Exp $
  40  * $DragonFly: src/sys/i386/i386/Attic/p4tcc.c,v 1.1 2004/07/27 10:55:57 asmodai Exp $
  41  */
  42
  43 #include <sys/cdefs.h>
  44
  45 #include "opt_cpu.h"
  46 #include <sys/param.h>
  47 #include <sys/systm.h>
  48 #include <sys/kernel.h>
  49 #include <sys/conf.h>
  50 #include <sys/power.h>
  51 #include <sys/sysctl.h>
  52 #include <sys/types.h>
  53
  54 #include <machine/md_var.h>
  55 #include <machine/specialreg.h>
  56
  57 static u_int                    p4tcc_percentage;
  58 static u_int                    p4tcc_economy;
  59 static u_int                    p4tcc_performance;
  60 static struct sysctl_ctx_list   p4tcc_sysctl_ctx;
  61 static struct sysctl_oid        *p4tcc_sysctl_tree;
  62
  63 static struct {
  64         u_short level;
  65         u_short rlevel;
  66         u_short reg;
  67 } tcc[] = {
  68         { 88, 100, 0 },
  69         { 75, 88,  7 },
  70         { 63, 75,  6 },
  71         { 50, 63,  5 },
  72         { 38, 50,  4 },
  73         { 25, 38,  3 },
  74         { 13, 25,  2 },
  75         { 0,  13,  1 }
  76 };
  77
  78 #define TCC_LEVELS      sizeof(tcc) / sizeof(tcc[0])
  79
  80 static u_short
  81 p4tcc_getperf(void)
  82 {
  83         u_int64_t msreg;
  84         int i;
  85
  86         msreg = rdmsr(MSR_THERM_CONTROL);
  87         msreg = (msreg >> 1) & 0x07;
  88         for (i = 0; i < TCC_LEVELS; i++) {
  89                 if (msreg == tcc[i].reg)
  90                         break;
  91         }
  92
  93         return (tcc[i].rlevel);
  94 }
  95
  96 static void
  97 p4tcc_setperf(u_int percentage)
  98 {
  99         int i;
 100         u_int64_t msreg;
 101
 102         if (percentage > tcc[0].rlevel)
 103                 percentage = tcc[0].rlevel;
 104         for (i = 0; i < TCC_LEVELS - 1; i++) {
 105                 if (percentage > tcc[i].level)
 106                         break;
 107         }
 108
 109         msreg = rdmsr(MSR_THERM_CONTROL);
 110         msreg &= ~0x1e; /* bit 0 reserved */
 111         if (tcc[i].reg != 0)
 112                 msreg |= tcc[i].reg << 1 | 1 << 4;
 113         wrmsr(MSR_THERM_CONTROL, msreg);
 114 }
 115
 116 static int
 117 p4tcc_perf_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 118 {
 119         u_int percentage;
 120         int error;
 121
 122         p4tcc_percentage = p4tcc_getperf();
 123         percentage = p4tcc_percentage;
 124         error = sysctl_handle_int(oidp, &percentage, 0, req);
 125         if (error || !req->newptr) {
 126                 return (error);
 127         }
 128         if (p4tcc_percentage != percentage) {
 129                 p4tcc_setperf(percentage);
 130         }
 131
 132         return (error);
 133 }
 134
 135 static void
 136 p4tcc_power_profile(void *arg)
 137 {
 138         int state;
 139         u_int new;
 140
 141         state = power_profile_get_state();
 142         if (state != POWER_PROFILE_PERFORMANCE &&
 143             state != POWER_PROFILE_ECONOMY) {
 144                 return;
 145         }
 146
 147         switch (state) {
 148         case POWER_PROFILE_PERFORMANCE:
 149                 new = p4tcc_performance;
 150                 break;
 151         case POWER_PROFILE_ECONOMY:
 152                 new = p4tcc_economy;
 153                 break;
 154         default:
 155                 new = p4tcc_getperf();
 156                 break;
 157         }
 158
 159         if (p4tcc_getperf() != new) {
 160                 p4tcc_setperf(new);
 161         }
 162 }
 163
 164 static int
 165 p4tcc_profile_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 166 {
 167         u_int32_t *argp;
 168         u_int32_t arg;
 169         int error;
 170
 171         argp = (u_int32_t *)oidp->oid_arg1;
 172         arg = *argp;
 173         error = sysctl_handle_int(oidp, &arg, 0, req);
 174
 175         /* error or no new value */
 176         if ((error != 0) || (req->newptr == NULL))
 177                 return (error);
 178
 179         /* range check */
 180         if (arg > tcc[0].rlevel)
 181                 arg = tcc[0].rlevel;
 182
 183         /* set new value and possibly switch */
 184         *argp = arg;
 185
 186         p4tcc_power_profile(NULL);
 187
 188         *argp = p4tcc_getperf();
 189
 190         return (0);
 191 }
 192
 193 static void
 194 setup_p4tcc(void *dummy __unused)
 195 {
 196
 197         if ((cpu_feature & (CPUID_ACPI | CPUID_TM)) !=
 198             (CPUID_ACPI | CPUID_TM))
 199                 return;
 200
 201         switch (cpu_id & 0xf) {
 202         case 0x22:      /* errata O50 P44 and Z21 */
 203         case 0x24:
 204         case 0x25:
 205         case 0x27:
 206         case 0x29:
 207                 /* hang with 12.5 */
 208                 tcc[TCC_LEVELS - 1] = tcc[TCC_LEVELS - 2];
 209                 break;
 210         case 0x07:      /* errata N44 and P18 */
 211         case 0x0a:
 212         case 0x12:
 213         case 0x13:
 214                 /* hang at 12.5 and 25 */
 215                 tcc[TCC_LEVELS - 1] = tcc[TCC_LEVELS - 2] = tcc[TCC_LEVELS - 3];
 216                 break;
 217         default:
 218                 break;
 219         }
 220
 221         p4tcc_economy = tcc[TCC_LEVELS - 1].rlevel;
 222         p4tcc_performance = tcc[0].rlevel;
 223
 224         p4tcc_percentage = p4tcc_getperf();
 225         printf("Pentium 4 TCC support enabled, current performance %u%%\n",
 226             p4tcc_percentage);
 227
 228         sysctl_ctx_init(&p4tcc_sysctl_ctx);
 229         p4tcc_sysctl_tree = SYSCTL_ADD_NODE(&p4tcc_sysctl_ctx,
 230             SYSCTL_STATIC_CHILDREN(_hw), OID_AUTO, "p4tcc", CTLFLAG_RD, 0,
 231             "Pentium 4 Thermal Control Circuitry support");
 232         SYSCTL_ADD_PROC(&p4tcc_sysctl_ctx,
 233             SYSCTL_CHILDREN(p4tcc_sysctl_tree), OID_AUTO,
 234             "cpuperf", CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
 235             &p4tcc_percentage, 0, p4tcc_perf_sysctl, "I",
 236             "CPU performance in % of maximum");
 237         SYSCTL_ADD_PROC(&p4tcc_sysctl_ctx,
 238             SYSCTL_CHILDREN(p4tcc_sysctl_tree), OID_AUTO,
 239             "cpuperf_performance", CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_RW,
 240             &p4tcc_performance, 0, p4tcc_profile_sysctl, "I",
 241             "CPU performance in % of maximum in Performance mode");
 242         SYSCTL_ADD_PROC(&p4tcc_sysctl_ctx,
 243             SYSCTL_CHILDREN(p4tcc_sysctl_tree), OID_AUTO,
 244             "cpuperf_economy", CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_RW,
 245             &p4tcc_economy, 0, p4tcc_profile_sysctl, "I",
 246             "CPU performance in % of maximum in Economy mode");
 247
 248         /* register performance profile change handler */
 249         EVENTHANDLER_REGISTER(power_profile_change, p4tcc_power_profile, NULL, 0);
 250 }
 251 SYSINIT(setup_p4tcc, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_ANY, setup_p4tcc, NULL);